有源配电网中分布式电源接入与储能配置
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分布式电源接入配电网研究综述随着能源需求的不断增长和对环境保护的不断呼吁,分布式电源已经逐渐成为电力系统领域的研究热点之一。
分布式电源接入配电网的研究在电力系统的可靠性、安全性和经济性等方面都具有重要意义。
本文旨在对分布式电源接入配电网的相关研究进行综述,以期对分布式电源相关研究领域提供一定的参考和指导。
分布式电源(Distributed Generation, DG)是指将分散在用户侧的小型电源单元(如风力发电、太阳能发电、生物质发电等)接入到配电网中,能够在保证用电安全的前提下实现用户自主供电的一种新型发电方式。
与传统集中式发电相比,分布式电源具有接近负载、减少输电损耗、提高用能效率、减少环境污染等优势。
分布式电源接入配电网的研究涉及到配电网的设计、规划、控制、保护等方面。
具体而言,研究内容包括分布式电源并网技术、逆变器控制策略、配电网规划与运行管理、配电网保护策略等。
二、分布式电源接入配电网的并网技术分布式电源并网技术是实现分布式电源接入配电网的基础和关键。
常见的分布式电源并网技术包括同步运行并网技术、逆变器并网技术、微网并网技术等。
同步运行并网技术是将分布式电源接入到配电网,使其与配电网同步运行。
这种技术适用于大规模的分布式电源,并具有技术成熟、操作稳定的优势。
同步运行技术对分布式电源的容量、负荷动态特性等要求较高,不适用于小规模的分布式电源接入。
逆变器并网技术是将分布式电源的直流输出通过逆变器转换为交流电,并与配电网进行并联运行。
逆变器并网技术适用范围广泛,可实现对多种类型的分布式电源的接入,是当前研究的热点之一。
微网并网技术是将分布式电源和负荷以及配电网设备通过微网控制器进行智能管理,形成一个具有一定自治能力的小型微网系统。
微网并网技术能够有效解决分布式电源接入对配电网造成的影响,并提高配电网的可靠性和灵活性。
三、逆变器控制策略逆变器是分布式电源与配电网之间的桥梁,其控制策略直接影响到分布式电源并网后的性能和稳定性。
分布式电源接入对电网的影响分析摘要:在当前电力企业发展的过程中,分布式电源还属于在初始阶段,在负载供电的过程中也能和外界进行能量交换,在当前分布式电源运行的过程中有有利的影响,也有不利的影响,本文就分布式电源接入对电网的影响进行分析。
关键词:分布式电源;电网;影响1.前言在当前经济发展的过程中,为了满足低碳经济发展的需要,分布式电源得到了快速的发展。
2.分布式电源接入对地区电网的影响DG主要在配网接入,引入DG后,使得配电系统由放射状无源网络变为接有分散电源的有源网络,影响配电网运行、管理和动态过程。
具体取决于所安装DG的类型、容量大小、安装地点、保护的配置等方面的因素。
对于并网的小型DG,由于它们只提供少于用户需电量的部分电力,在该设备和系统间安装适当控制设备的前提下,对系统带来的影响很小。
而对于大容量的并网DG,则会给系统带来较大影响。
2.1DG对配网稳态电压影响一般配电网以放射状链式结构为主,这种结构网络有许多优点,比如接线可靠、保护整定容易、扩容简单等,而其稳态电压一般从首端直尾端呈逐渐下降的趋势。
DG并网后输出一定的有功和无功功率,配电系统从放射状结构变为多电源结构,配电系统中传输的有功、无功潮流发生变化,使线路上电压的分布也发生相应的变化。
通过理论分析及IEEE-13节点配网模型的DG接入的仿真分析,结果表明,一定容量的DG接入配电网络,将会对并网点电压有较大的抬升,也会对其他节点的电压分布产生重大影响;具体影响的大小,与DG的(总)容量大小、接入位置有极大的关系。
由具有相同容量的DG在不同位置处形成的电压分布是非常不同的。
DG接入点越靠近终端节点,对线路电压分布的影响越大。
DG总线越接近系统总线,电压分布越小;DG集中在同一节点,电压支持效应弱于多个节点的分布。
电压支持由分布式电源的总输出确定,而不改变分布式功率存取位置。
总输出越多,与负载的比率越高,电压支持越大,整体电压电平越高。
储能系统站用电源配置方式
储能系统站用电源配置方式可以根据具体应用场景和需求进行选择,以下是几种常见的配置方式:
1. 单一电源配置:储能系统站只配置一个电源,通常是交流电源或直流电源。
这种配置方式简单,但可靠性较低,一旦电源故障,整个储能系统站将失去电力供应。
2. 双电源配置:储能系统站配置两个电源,通常是交流电源和直流电源各一个。
这种配置方式提高了可靠性,当一个电源故障时,另一个电源可以继续供电,保证储能系统站的正常运行。
3. 冗余电源配置:储能系统站配置多个电源,通常是交流电源和直流电源各两个或更多。
这种配置方式进一步提高了可靠性,当一个或多个电源故障时,其余电源可以继续供电,确保储能系统站的不间断运行。
4. 分布式电源配置:储能系统站配置多个分布式电源,如太阳能电池板、风力发电机等。
这种配置方式可以利用可再生能源为储能系统站提供电力,降低对传统电源的依赖,提高了可持续性和可靠性。
5. 混合电源配置:储能系统站综合使用交流电源、直流电源和分布式电源进行配置。
这种配置方式结合了不同电源的优势,提高了可靠性和可持续性,同时可以根据需求进行灵活的电源管理。
需要根据储能系统站的规模、应用场景、可靠性要求和预算等因素来选择适合的电源配置方式。
在配置过程中,还需要考虑电源的容量、冗余度、备份措施以及电源管理系统的设计等因素,以确保储能系统站的稳定、可靠运行。
直流配电网的分布式电源及储能优化配置研究摘要:现阶段,随着环境问题和能源危机的凸显,分布式能源及具有区域自治特性的微电网近年来成为研究热点,高渗透率的可再生能源接入将极大地改变传统电力系统的运行特性,在优化用户配电网供电性能的同时,也给电网的安全可靠运行带来了新的挑战。
传统交流配电网由于功率耦合、保护及运行控制器设计复杂、线路损耗大、对谐波污染敏感等缺陷并不适合分布式能源的广泛接入。
直流配电网具有传输容量高、电能损耗小、对分布式新能源具有良好兼容性、降低电能多级变换频率等优势,因此直流配电网将成为未来配电网建设和发展的趋势和热点。
关键词:直流配电网;分布式电源;储能优化配置研究引言柔性直流输电技术凭借其在传输容量、线损、可靠性以及有功和无功的独立灵活控制等方面的巨大优势,已经广泛应用于远距离大容量输电领域。
而在电压等级较低的中低压配电网领域,直流配电技术虽然也具有可靠性高、线损小、便于光伏等分布式新能源接入等优点,但应用才刚刚起步,目前还仅应用于一些大规模工业园区、船舶供电、轨道交通等领域。
随着电力电子技术、储能技术、分布式电源的发展,未来直流配电技术有望广泛应用于城市供电系统,直流配电网是未来城市配电网的重要发展趋势。
虽然柔性直流配电技术相较于传统的交流配电技术拥有众多优势,但其目前还处在发展阶段,依然面临着许多问题。
柔性直流配电技术目前的发展瓶颈主要包括以下3点:①直流潮流控制技术;②直流变压技术;③直流故障检测、识别和隔离技术。
1概述目前,全球面临着严峻的环境破坏与能源危机问题。
提高能源使用率,加强可再生能源利用以及开发新能源技术是进行能源转型的重要发展方向。
直流配电网作为配电网的一种结构形式,在清洁、绿色的环境下兼具灵活、高效的优点,且不存在无功环流及功角稳定等问题,为光伏发电、储能系统等直流输出单元的应用提供了广阔平台,是分布式电源更加理想的组网方式。
但当分布式电源大量接入中低压配电网时,会破坏直流配网的功率平衡和电压稳定。
微电网技术在主动配电网中的应用摘要:随着电力工业的发展,主动配电网是未来电网发展的主要方向,在实际运行中可以提高能源利用效率。
配电网络的性能和可控性提高了整体能源效率。
因此,对主动配电网中的微电网技术进行分析和研究具有非常重要的研究意义。
本文主要分析讨论微电网技术在有源配电网中的应用,以供参考。
关键词:微电网技术;主动配电网;应用引言配电系统是继输电系统之后向用户分配电力的系统。
有源电网具有综合控制各种分布式能源的能力,是智能电网技术的先进阶段。
同时,将微电网安装在有源配电网中,形成有源配电网。
主动配电网概念引入后,由于当时分布在电网中的电源数量较少,管理难度较小,并没有立即得到行业的足够重视和发展。
但是,随着新型发电、储能模块等分布式能源在电网中的兴起,有源配电网和微电网技术的应用范围逐渐扩大并得到迅速发展。
一、微电网的定义和特点1.1微电网和有源配电网概述1.1.1微电网的含义根据我国国情的发展和电力行业的实际情况,微电网定义为:区域性,是一种特殊的电网,与常规电源相比具有独立的特性。
1.1.2主动配电网的含义与传统的单向传输可靠无源配电网相比,有源配电网的主要区别在于可以实现对储能设备、DG、可控负载等电网的独立协调和控制管理。
主动配电网通过试点电网结构的灵活改造,达到控制电网内潮流流向的目的,从而进一步优化和调节主动配电网的运行,保证电力的可靠性,基于网络的提高绿色能源的利用率。
二、微电网技术在主动配电网中运用的作用2.1提高有源配电网的电压质量和稳定性有源配电网络中大量的分布式电源、各种储能设备以及有源负载的集群接入,使得电压分配更加复杂。
分布式电源的分散和不规则波动会影响电压稳定,接入和关闭过程也会对电压质量产生负面影响,对减少配网设备的使用时间,所以需要运用有效地管理措施,要积极治理配电网电压不稳问题。
配电网接口处电压相关参数的控制及其平滑切换技术也可以减少由于分布式电源直接连接到配电网而造成的电压不稳定性。
有源配电网中分布式电源接入与储能配
置
摘要:含分布式电源的配电网,亦称之为“有源配电网(activeDistributednetwork,ADN)”,作为分布式能源利用的主要手段,对缓
解能源危机、优化能源结构、推动节能减排、调节电网负荷峰谷差、改善电能质
量具有重要意义。
微网作为分布式电源接入电力系统的有效利用方式,能实现大
规模、多类型的新能源就地消纳和即插即用,正在成为有源配电网的关键一环。
当微网在配电网中大量存在并发展成多微网系统(微网群)后,可以通过寻求微网
之间的连接方案,即合理构建基于微网的有源配电网,构建新型有源智能配电网。
关键词:有源配电网;分布式电源;储能配置;
引言
在“双碳”背景下,规模化的分布式电源(Distributed Generation,DG)
开始大量接入配电网,配电网对分布式电源的消纳能力逐渐成为研究热点。
分布
式电源接入配电网可起到改善能源利用结构、支撑节点电压与提升可靠性指标等
作用,但过多的分布式电源接入也会对系统的运行和控制产生影响,导致节点电
压越限,对系统稳定性造成影响。
1新型有源配电网基本特征
1.1网架有源化
随着配电网系统中分布式新能源发电占比不断提高,传统配电系统中供用电
环节角色界限逐渐模糊,配电网趋向有源化。
鉴于有源配电网分布式新能源受制
于地理、季节和天气等因素影响,新型配电网系统规划和保护策略需要多种场景
考虑,并对新能源发电管理与控制提出更高要求。
1.2装备智能化
对配电网运行中产生的大量数据,进行收集、传输、储存和分析,利用大数
据技术为调度决策、运行维护和电力交易提供精准指导,实现系统运行可调控。
一则智能电力设备通过自我传感、告警和状态分析等功能发挥,体现本地计算能力;二则家用电器具备智能控制功能,在用户许可下,与电力系统实行良性互动,参与电网辅助业务。
2有源配电网方案设计的基本原则
1)电压等级。
有源配电网电压等级的选择应按照安全性、灵活性、经济性
的原则,根据有源配电网中分布式电源和负荷的容量、并网线路载流量、大电网
中上级变压器及线路可接纳能力、地区配电网情况综合比选后确定。
2)并网联
络线导线截面。
有源配电网并网线路导线截面选择需根据所需交换的容量、并网
电压等级选取,并考虑有源配电网运行控制策略的影响等因素;导线截面一般按
持续极限输送容量选择。
3)开关设备。
并网开关置于连接有源配电网与大电网
间的公共连接点处。
在发生大电网故障、电能质量等事件时,静态开关应该能自
动地将有源配电网切换到孤岛运行状态;此后,当上述事件消失时,它也应自动
实现有源配电网与大电网的重新连接。
4)继电保护及自动装置。
有源配电网继
电保护及安全自动装置配置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求,其
技术条件应符合现行国家标准GB/T14285—2006《继电保护和安全自动装置技术
规程》、DL/T584—2017《3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程》和
GB50054—2011《低压配电设计规范》的要求。
3方案设计
3.1增强有源配网主动调节能力
一是优化无功补偿降低降损。
衢州公司推进分布式无功补偿装置及控制系统
示范工程的建设,通过协调优化控制单元及4G/5G通信技术交互信息技术优化电
容器组的投切,达到配电网总损耗最小的目标。
在嘉兴、宁波地区试点分布式电
源高渗透率配电网“网”侧、“源”侧的无功设备优化控制,推动分布式光伏电
站分别接入配网AVC及地调主站AVC的优化协调控制,提升配电网电压合格率及
经济运行水平。
二是推进省地可调资源协同控制。
实现省地两级调度协同控制功
能,在地区自动化主站系统部署AGC功能,省调从全网角度进行功率平衡和分布式电源就地消纳,地调接收省调下发的协调控制需求或整体发电指标,对非统调小水电、小火电及分布式电源及可控负荷实施闭环控制,促使地区电网形态由单向的被动电力平衡向多元的主动电力平衡转变。
3.2推进非侵入式负荷辨识与互动
将非侵入式负荷辨识技术与居民智能电表相结合,通过智能电能表,实时感知居民空调、地暖、热水器和电冰箱等家用电器使用情况,做到负荷精准辨识,为电网安全稳定和经济运行提供保障。
研制开发与居民用户非侵入式负荷识别设备可实时互动设施,达到对电源插座、家用电器,以及空调、地暖和新风系统等智能化控制,实现用电有效预测和调控。
3.3探索网格化光伏管理模式
开展地县配调配网和分布式电源调度网格化管理试点,在试点“台区统一调度、台区内自治”的低压分布式电源调度管理模式。
积极参与光伏电站设计方案审查,实现并网调度协议电子化,严把光伏电站验收,规范光伏电站自动化参数和接入数据核对,对光伏发电遗留问题联合营销部门及时督促整改,同时加强光伏电站日常监测,将光伏电站工况、数据质量作为日常巡视重要环节,发现缺陷及时通知相关单位整改。
3.4储能系统的定容原则
有源配电网中储能系统容量配置时应以需求为导向,考虑削峰填谷、跟踪计划出力、紧急支撑电源、需求响应等典型应用场景,按照综合应用需求进行容量配置。
在项目规划设计阶段确定,可以通过建立全生命周期内的目标函数和约束条件,将储能系统容量作为优化变量,采用遗传算法、粒子群算法等进行优化求解。
在实际工程中,通常应用针对分布式电源开发的规划设计软件,如美国能源部可再生能源实验室的HOMER和Hybrid2软件。
4结束语
随着分布式新能源的开发与利用,“源网荷储”良性协调互动,使得配电网势必与分布式能源、储能、可调负荷间高效融合。
研究有源配电网中分布式能源接入与储能配置,对支撑有源配电网科学发展具有十分重要的意义。
1)有源配
电网在系统一次、继电保护及安全自动装置、调度自动化方面与常规配电网规划设计存在差异,基本技术原则应特别关注。
2)分布式电源和储能容量的优化配
置是有源配电网建设的基础,应在经济性、可靠性、可再生能源利用率、分布式电源容量限值、储能系统可靠运行等方面进行目标优化和条件约束。
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